Le livre commence par un exposé de la pensée antique et chrétienne (philosophie, sciences).
Il se poursuit dans une première partie par un large panorama historique et exhaustif du développement des sciences physiques depuis la Renaissance jusqu'à l'époque contemporaine. Celui-ci commence par la physique newtonienne, se poursuit par la physique classique du 19e siècle (mécanique, électromagnétisme, thermodynamique, relativité restreinte et chimie). Il se prolonge par une présentation de la mécanique quantique, pour terminer par la théorie de la relativité générale et la cosmologie.
Vient ensuite une seconde partie d'ordre philosophique. Elle débute par une réflexion épistémologique sur le fonctionnement des théories physiques précédemment exposées. Elle se prolonge par une réflexion philosophique sur la finalité interne et l’harmonie du monde physique, et incorpore une évocation critique du principe anthropique. Elle se termine par une proposition d’éclairage métaphysique de la physique contemporaine par la pensée antique et médiévale.